引子渡水电站调压井施工

第 0页 总 8页 引子渡水电站调压井施工 石芭穗 著 1 工程概况 引子渡水电站位于贵州省织锦县与平坝县交界，为国家“西电东送”工程首批开工发电项目之一，装机容量3×120MW，调压井位于引子渡水电站引水发电洞上平段和压力钢管段之间，调压井深109.424m，井顶部高程为EL1140.5，井底高程为EL1031.076。调压井开挖直径以EL1080.0m为界线，EL1080.0以下开挖直径为20.5m。EL1080.0以上开挖直径为20.1m，砼衬砌完成后直径为18.5m。调压井底部有一阻抗孔，砼板厚2m，阻抗孔过水直径为6.5m。顶部锁口砼高出地面1m。进场公路从调压井井口附近通过，底部通过施工支洞、引水隧洞下游工作面可直达调压井底部。施工支洞和进场公路相连，交通便利。 调压井主要工程量表 项目名称 单位 工程量 备 注 土石方明挖 m3 2700 石方井挖 万m3 3.535 喷 砼 m3 697.12 C20，δ=10cm 锚 杆（φ25） 根 1120 L=5m 砼衬砌 m3 6197 钢筋制安 t 721

固结灌浆 m 2100

2 施工方案选择 引子渡水电站最大的特点就是工期短，引水发电系统总工期为27个月。调压井在今后压力钢管施工中还要作为压力钢管吊运的通道，施工工期更紧。为在确保质量、安全、进度的前提下调压井能尽快完工，为后续工作提供有利的工作条件，经认真研究，决定调压井开挖采用导井法施工，导井采用反井钻机钻孔之后扩孔形成；砼衬砌采用滑模施工，为解决滑模施工中钢筋安装跟不上滑模滑升的问题，决定采用钢筋热墩粗直螺纹形式连接；滑模施工后的工作盘经过改进作为灌浆工作盘，以减少施工投资及节省工期。 3 施工布置 利用场区现有道路直接延伸至调压井井口，底部利用进厂公路、施工支洞作为交通道路。 第 1页 总 8页

在调压井井口附近布置2台20 m3移动式空压机供风。主要供开挖时手风钻、喷锚机等设备用风。主管采用3″钢管，支管采用2″胶管。固结灌浆时采用一台20m3移动空压机，将空压机直接拖到调压井井口。 施工用水从业主提供的供水系统引接，在调压井井口下游边坡上设置一个3m3的水池。 供电从业主提供的供电线路上接取使用。配电盘放在调压井附近，调压井开挖下去以后将配电盘移到调压井井口。 调压井井口采用3盏1000W的碘钨灯照明，井内也考虑采用1000W的碘钨灯进行照明，每10米布置一个，掌子面附近布置2～3个。 由于调压井导井与施工支洞贯通，形成通风井，不需再配置通风排烟设备。 在调压井井口周围设置截水沟及集水井，以防止地表水溜入井内，在雨季搭设防雨棚。 拌和站利用进水口拌和站，砼由砼搅拌车运输，通过进场公路到调压井井口卸料。进水口拌和站检修时购买商品砼。 固结灌浆制浆站布置于调压井井口。 井口与施工现场采用对讲机联系，以保证作业的顺利和安全进行。 4 调压井施工 4.1调压井开挖 调压井开挖顺序为调压井明挖→导井开挖→全断面扩挖 4.1.1导井开挖 调压井导井开挖前先进行调压井上部位的土石方明挖施工，在明挖结束后，进行调压井导井开挖施工。 导井开挖先采用LBM—200型反井钻在调压井中心自上而下钻一个直径为213mm的导向孔到调压井底部，之后在调压井底部将钻头换成牙轮钻头，自下而上将钻孔扩成直径1.4m的圆形导井，再采用人工吊篮法自下而上用手风钻钻孔爆破，将导井直径扩大到4m，作为调压井全断面扩挖时的出碴井。 4.1.2全断面扩挖 导井贯通后，进行调压井全断面扩挖施工。全断面扩挖自上而下进行，手风钻钻孔，火雷管起爆，非电塑料毫秒导爆管雷管实现微差爆破。爆破分2个台阶，台阶宽度分别为5m和3.5m左右，台阶高度相差6m，采用预裂爆破减小爆破振动对围岩的影响。上第 2页 总 8页

80m段孔深4m，下部孔深逐渐减小到2-3m，以减小爆破振动对下部围岩的影响。全断面扩挖8m深后进行调压井开挖锁口施工，锁口完成后再继续向下扩挖。施工人员通过搭设在调压井边壁的螺旋形钢梯上下，设备、材料吊运用卷扬机吊篮吊运。 4.1.3出碴 导井开挖时的石碴凭自重落到调压井底部，经施工支洞利用装载机和20T自卸汽车运出。全断面扩挖的石碴用人工扒碴，经导井溜至调压井底部，然后经施工支洞利用装载机和20T自卸汽车运出，弃至指定碴场。 4.1.4支护工程 该地区岩层薄、强度低，偶有夹泥、溶洞，对于边壁的稳定极为不利。为保证施工安全，调压井开挖时严格按照新奥法的施工程序组织施工。支护面紧跟爆破作业面，利用脚手架钢管制作简易、可移动的施工平台，作为锚杆、排水孔及喷砼施工的平台，每茬炮扒碴完毕后即进行支护。这样既减少了搭架子工作量，又节约了工期、减少了工程投资。 4.2调压井砼衬砌 4.2.1滑模结构 调压井采用液压调平内爬式滑升模板。为便于加工，提高复用率，有足够的强度、刚度，整个滑模设计为钢结构。滑模装置主要由模板、围圈、操作盘，提升架、辅助盘、支撑杆（俗称“爬杆”），液压系统等几部分构成。

副工作盘模板横围檩

爬杆千斤顶调压井中心线

加强拉筋主支架盘

桁架梁主工作盘

提升架

滑模结构示意图 第 3页 总 8页

在保证质量的前提下，为降低成本，滑模模板采用P3015普通模板组成，为脱模方便，模板按一定锥度设计，上口直径大于设计井径2cm。 围圈主要用来支撑和加固模板，使其形成一个圆筒形整体。围圈采用上、下两道，上围圈距模板上口30cm，下围圈上面距模板下口45cm，上、下两道围圈间距75cm，围圈与模板的连接采用L50×50×5短角钢（20cm）相联，角钢一端打φ12.5mm孔，与模板竖筋上的孔用M12×50螺栓相联，另一端与围圈焊接，围圈支于提升架的横担上。 提升架是滑升模板与工作盘的联系构件，主要用与支撑模板、围圈、滑模工作盘，并且通过安装于其顶部的千斤顶支撑在支撑杆（爬杆）上，整个滑模荷载将通过提升架传递给支撑杆。根据经验，选用“F”型提升架，用单根16#槽钢作立柱，并根据荷载，摩擦力，按偏心受拉构件进行验算。 操作盘（工作盘）是滑模的主要受力构件之一，也是滑模施工的主要工作场地。各构件除满足强度要求外，还应有足够的刚度。操作盘支撑于提升架的主体竖杆上，通过提升架与模板连接成一体，并对模板起着横向支撑作用。为了保证安全节省材料，减轻结构自重，采用轻型桁架梁辐射结构，中间与直径4m，高3m的鼓圈相连，桁架之提升架端以φ25mm圆钢与鼓圈下部相连，形成鼓型结构。为增加桁架的整体稳定性，用∠75×75×8角钢以同心圆的形式在桁架上、下各加固4圈加强筋，盘面铺板采用δ=50mm木板，盘面必须保持平整。 为便于施工人员随时检查脱模后的砼质量，及时修补砼局部缺陷，扒出预埋件，以及及时对砼表面进行洒水养护，操作盘下方约2.7m处悬挂一辅助盘。辅助盘设计为环行，栈道式，盘宽1.0m，两边设护栏，以φ25圆钢悬吊于桁架梁和提升架下。 支撑杆的下段埋在砼井壁内，上段穿过液压千斤顶的通心孔，承受整个滑模荷载，将其传递给井壁，并作为井壁竖筋的一部分存留在井壁内。 液压系统由19台HM-100型滑模液压滑模千斤顶、高、低压油管及附件组成，组装前检查管路通畅，耐压符合要求，无漏油等情况。 4.2.2钢筋施工 滑模施工的特点是钢筋绑扎、砼浇筑、模板滑升平行作业，连续进行，互相适应。调压井竖向钢筋为φ12圆钢，采用绑扎连接；环向钢筋为φ28螺纹钢，不允许绑扎连接。为解决滑模施工中φ28钢筋焊接安装速度跟不上滑模滑升需要的问题，环向钢筋采用钢筋镦粗直螺纹形式连接，解决了钢筋安装速度较慢的问题。滑模一边滑升一边安装钢筋，竖向钢筋按照下料长度错开接头正常安装，水平钢筋安装超前砼面0.5m。 第 4页 总 8页

4.2.3砼施工 在调压井顶部设一1500mm×1200mm的钢桁架梁，做注浆工作盘悬吊梁及安装固定中心线，安装导向轮，悬挂下料管之用。梁上分别设拔杆和挂吊篮，材料、设备由卷扬机通过拔杆吊运，人员由吊篮上下。砼入仓由ф159钢管做成的溜管及铁皮溜桶入仓。为避免高度过高造成砼分离，在溜管和溜桶间设管状缓冲器。 砼浇筑前自上而下用清水冲净井壁上的粉尘，拆除开挖施工时留下的螺旋形钢梯。阻抗孔板及其上部的倒角采用p3015钢模板及木模板立模浇筑，上部井桶采用滑模浇筑。 滑模施工严格遵守分层分片对称浇筑砼，每层砼厚度宜为30cm，与模板上口平时进行滑升。 砼振捣采用插入式振捣器，经常变换振捣方向，避免直接震动钢筋、爬杆及模板，振捣棒插入深度不得超过下层砼内5cm。滑升前该层砼必须振捣完毕，滑升后再进行下一层砼的下料、平仓、振捣，不得滑升后再振捣。模板滑升时禁止振捣。 砼初次浇筑和模板初次滑升按以下步骤进行：第一次浇筑10cm厚减半骨料的砼，接着按分层厚度30cm浇筑2层，厚度达到70cm时，开始滑升3~5cm，检查脱模的砼是否合适。第四层浇筑后滑升5cm，继续浇筑第五层又滑升10~15cm，第六层浇筑后滑升20cm，若无异常现象，便可进行正常浇筑与正常滑升。 滑模的初次滑升要缓慢进行，在此过程中对液压装置、模板结构以及有关设施在负载条件下作全面的检查，发现问题及时处理，待一切正常后方可进行正常滑升。 施工转入正常滑升后，保持连续施工，并根据现场条件确定合理的滑升速度和分层浇筑厚度。调压井施工按正常滑升每次间隔时间1小时，控制滑升15cm。日滑升高度控制在3~3.6m。滑升过程中，设专人观察和分析砼表面情况，确定合适的滑升速度。滑升过程中有专人检查千斤顶上升情况，观察爬杆上的压痕和受力状态是否正常，检查井筒中心线和滑模操作盘的水平度。 当砼脱模后即进行砼表面修整及砼养护工作。砼表面修整在滑模辅助盘上进行，一般用抹子在砼表面做原浆压平或修补，如表面平整亦可不做休整。在滑模辅助盘上设洒水管喷水对井壁进行养护。 4.3 灌浆施工 调压井砼衬砌完毕后将滑模工作盘适当改造，作为调压井固结灌浆的工作盘。工作盘的升降由卷扬机完成。人员上下仍由滑模施工时的吊篮运送。 在调压井底部挖一直径为1.5m、深为1.0m的集水坑，将污水集中起来，用污水泵